ソードコードの編集に基づいた

コードクローン変更管理システムの
開発と実プロジェクトへの適用
〇山中裕樹1，崔恩瀞1，吉田則裕2，
井上克郎1，佐野建樹3
1 大阪大学
2 奈良先端科学技術大学
3 日本電気株式会社
Software Engineering Laboratory, Department of Computer Science, Graduate School of Information Science and Technology, Osaka University
発表内容
1. 本研究の背景
2. コードクローン変更管理システム
3. 適用実験
4. まとめと今後の課題
2
Software Engineering Laboratory, Department of Computer Science, Graduate School of Information Science and Technology, Osaka University
コードクローン
 同一・類似した部分を持つコード片
►ソースコードのコピー&ペーストなどによって発生
 ソフトウェアの保守コストを大きくする要因
コードクローン
クローンセット
3
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コードクローンに対する保守作業
 同時修正
修正
バグが存在
一貫して
修正する
修正
保守対象となるコードクローンを効率よく発見する
ためにコードクローンの変更管理が必要である
同一メソッド
 集約
にまとめる
集約
呼出し
4
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コードクローンの変更管理の必要性(1/2)
 同時修正が行われていないクローンセットの発見
► 修正漏れの可能性がある
他のコードクローンも修正が必要
バグが
存在
修正
旧バージョン
最新バージョン
5
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コードクローンの変更管理の必要性(2/2)
 新たに発生したコードクローンの発見
集約するか否かの判断が必要
コード片
コピー
旧バージョン
最新バージョン
6
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研究の目的
 既存のコードクローン検出技術では変更されたコードクローン
の確認は人手で行う必要がある
 検出されたコードクローンが膨大な量となる場合変更された
コードクローンの確認コストは大きい
 コードクローン変更管理システムの開発
► コード片の編集に基づくコードクローンの自動的な分類
► 保守作業の対象となるコードクローンの分析
7
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発表内容
1. 本研究の背景
2. コードクローン変更管理システム
3. 適用実験
4. まとめと今後の課題
8
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コードクローン変更管理システムの概要
ソースコードの取得
変更情報に基づき
コードクローンを分類
版管理システム
ソースコード
のコミット
コードクローン
変更管理システム
開発者
コードクローンの
分類結果の提示
9
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システムの処理
1. ソースコードの取得
2. コードクローンの検出
3. コードクローンの対応関係の取得
4. コードクローンの分類
5. クローンセットの分類
10
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１. ソースコードの取得
前回分析時の
ソースコードを利用
旧バージョン
版管理システム
からチェックアウト
最新バージョン
11
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2. コードクローンの検出
 コードクローン検出ツールCCFinder[1]を利用
旧バージョン
最新バージョン
[1] T. Kamiya, S. Kusumoto, and K. Inoue, “CCFinder: A multilinguistic token-based code clone detection
system for large scale source code”, IEEE Transactions on Software Engineering, 28(7):654-670, 2002.
12
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3. コードクローンの対応関係
 同ファイル，同位置にあるコードクローンの関係を調べる
対応
対応
旧バージョン
最新バージョン
13
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4. コードクローンの分類
Stable：コード片が編集されなかったコードクローン
Added：新たに発生したコードクローン
Modified：コード片が編集されたコードクローン
Deleted：消滅したコードクローン
旧バージョン
最新バージョン
14
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4. コードクローンの分類
Stable：コード片が編集されなかったコードクローン
Added：新たに発生したコードクローン
Modified：コード片が編集されたコードクローン
Deleted：消滅したコードクローン
Stable
旧バージョン
編集なし
Stable
最新バージョン
15
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4. コードクローンの分類
Stable：コード片が編集されなかったコードクローン
Added：新たに発生したコードクローン
Modified：コード片が編集されたコードクローン
Deleted：消滅したコードクローン
Stable
編集なし
追加
旧バージョン
Stable
Added
最新バージョン
16
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4. コードクローンの分類
Stable：コード片が編集されなかったコードクローン
Added：新たに発生したコードクローン
Modified：コード片が編集されたコードクローン
Deleted：消滅したコードクローン
Stable
Modified
旧バージョン
編集なし
Stable
追加
Added
編集
Modified
最新バージョン
17
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4. コードクローンの分類
Stable：コード片が編集されなかったコードクローン
Modified：コード片が編集されたコードクローン
Added：新たに発生したコードクローン
Deleted：消滅したコードクローン
Stable
編集なし
Stable
追加
Added
Modified
編集
Modified
Deleted
削除
旧バージョン
最新バージョン
18
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5. クローンセットの分類
 Stable Clone Set
► 2バージョンに渡って存在し，変更がなかったクローンセット
► Stableのコードクローンのみから構成される
 Changed Clone Set
► 2バージョンに渡って存在し，変更されたクローンセット
► Stable以外のコードクローンも含まれる
 New Clone Set
► 最新バージョンのみに存在するクローンセット
 Deleted Clone Set
► 旧バージョンのみに存在するクローンセット
19
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分類例– Changed Clone Set
一貫した修正が必要となる可能性がある
編集
Modified
Modified
Stable
Stable
Stable
Stable
クローンセットA
旧バージョン
クローンセットA
最新バージョン
20
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分類例– New Clone Set
集約するか否かの判断が必要である
Added
コード片
コピー
Added
Added
クローンセットA
旧バージョン
最新バージョン
21
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分類例 – Deleted Clone Set
計画通りに集約されたクローンセットを確認できる
コード片
Deleted
集約
Stable
Deleted
Deleted
Stable
クローンセットA
旧バージョン
最新バージョン
22
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開発者への情報提示
 テキストベースの提示
►Eメールにより開発者に通知する
►変更されたコードクローンの存在を開発者に認識させる
 ウェブベースの提示
►ウェブユーザインタフェースを提供する
►変更されたコードクローンに対する保守作業の必要性
の判断を支援する
23
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Eメールを用いた通知の例
*************************************************************
@1
*************************************************************
@1.0:MODIFIED \src\main\org\apache\tools\ant\listener\MailLogger.java 375.9-380.34
@1.1:STABLE \src\main\org\apache\tools\ant\filters\FixCrLfFilter.java 143.13-148.34
コードクローン
@1.2:STABLE \src\main\org\apache\tools\ant\filters\FixCrLfFilter.java 144.13-149.43
一覧
@1.3:STABLE \src\main\org\apache\tools\ant\taskdefs\MacroInstance.java 248.9-253.25
---------------------------------------------### @1.0
### \src\main\org\apache\tools\ant\listener\MailLogger.java
372
}
コードクローンID
分類情報
ソースファイル
ソースファイル中の位置
373
// convert the replyTo string into a vector of emailaddresses
374
Vector replyToList = vectorizeEmailAddresses(values.replytoList());
<START MODIFIEDCLONE>
375
mailer.setHost(values.mailhost());
376
mailer.setPort(values.port());
377
mailer.setUser(values.user());
378
mailer.setPassword(values.password());
379
mailer.setSSL(values.ssl());
コード片
380 +
mailer.setEnableStartTLS(values.starttls());
<END MODIFIEDCLONE>
mailer.setEnableStartTLS(values.ssl());
381
Message mymessage =
382
new Message(values.body().length() > 0 ? values.body() : message);
383
mymessage.setProject(project);
----------------------------------------------
クローンセットID
24
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ウェブユーザインタフェースの例
クローンセット
一覧ページ
変更されたクローンセットの確認
ソースファイルページ
• 編集されたコードクローンの確認
• 保守対象となるコードクローンの確認
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発表内容
1. 本研究の背景
2. コードクローン変更管理システム
3. 適用実験
4. まとめと今後の課題
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Software Engineering Laboratory, Department of Computer Science, Graduate School of Information Science and Technology, Osaka University
評価実験(1/2)
 NECで行われているソフトウェア開発への適用
 開発者（マネージャ）に対してアンケートを実施
►変更されたクローンセットの各々の分類に対して保守作業
が必要であると判断されたか，システムの有用性の調査
アンケート
デイリーレポート
コードクローン
変更管理システム
フィードバック
開発者
著者
27
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評価実験(2/2)
 適用期間
► 2011 / 12 / 19 – 2012 / 01 / 31 ( 約40日間 )
► 保守段階のソフトウェアに適用
 対象プロジェクト
► 開発言語： Java
► 開発人数： 6人
► 開発規模：約120万行
► クローンセット数：約850
 アンケート対象者
► プロジェクトマネージャ（コードクローンの管理者）
28
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アンケート内容
質問1
本システムを用いて，保守作業が必要である
コードクローンを発見することができたか
質問2
コードクローンに対してどのような保守作業が必要か
29
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アンケート結果 – 質問1
質問1
本システムを用いて，保守作業が必要である
コードクローンを発見することができたか
回答結果
11個のクローンセットを発見
30
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アンケート結果 – 質問2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
分析日
2011/12/28
2011/12/28
2012/1/13
2012/1/13
2012/1/13
2012/1/13
2012/1/13
2012/1/16
2012/1/16
2012/1/18
2012/1/24
分類
New
New
New
New
New
New
New
New
New
New
New
質問2
集約
集約
集約
コメント
集約
集約
集約
集約
集約
集約
集約
質問2
保守作業の方法
31
Software Engineering Laboratory, Department of Computer Science, Graduate School of Information Science and Technology, Osaka University
アンケート結果 – 質問2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
分析日
2011/12/28
2011/12/28
2012/1/13
2012/1/13
2012/1/13
2012/1/13
2012/1/13
2012/1/16
2012/1/16
2012/1/18
2012/1/24
分類
New
New
New
New
New
New
New
New
New
New
New
質問2
質問2
集約
保守作業の方法
集約
集約
コメント
集約
集約
集約大部分のクローンセット
集約
が集約の対象
集約
集約
集約
32
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アンケート結果 – 質問2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
分析日
2011/12/28
2011/12/28
2012/1/13
2012/1/13
2012/1/13
2012/1/13
2012/1/13
2012/1/16
2012/1/16
2012/1/18
2012/1/24
分類
New
New
New
New
New
New
New
New
New
New
New
質問2
質問2
集約
保守作業の方法
集約
集約
コメント
集約
集約
集約
集約コードクローンの位置を
コメントとしてソースコードに記述
集約
集約
集約
33
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アンケート結果 – 質問2
質問2
分類
質問2
分析日
集約
1 2011/12/28 New
保守作業の方法
集約
2 2011/12/28 New
集約
3 2012/1/13 New
4 2012/1/13 New
コメント
１１個のＮｅｗ
Clone
Setに分類された
集約
5 2012/1/13 New
集約
6 クローンセットが保守作業の対象である
2012/1/13 New
集約
7 2012/1/13 New
集約
8 2012/1/16 New
集約
9 2012/1/16 New
集約
10 2012/1/18 New
集約
11 2012/1/24 New
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評価実験に対する考察(1/2)
大部分のクローンセットがStable Clone Set
1000
900
800
700
100
0
Stable
Changed
Deleted
New
35
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評価実験に対する考察(2/2)
 大部分がStable Clone Set
►以前に保守作業の必要性が判断された可能性がある
►変更されていないクローンセットの確認は冗長である
変更があったクローンセットのみを確認することで
保守対象となるコードクローンを効率良く発見できる
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保守対象のコードクローンの調査
 目的
► 保守対象となる可能性が高いコードクローンの情報を
開発者に提供できるようにシステムを改善する
 調査方法
► コードクローン分析ツールGemini[2]を用いてメトリクス抽出
► 保守対象外のコードクローンのメトリクスとの違いを調査
[1] Ueda, Y., Kamiya, T., Kusumoto, S. and Inoue, K.: Gemini: Maintenance support environment
based on code clone analysis, Proc. of METRICS '02, pp. 67{76 (2002)
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調査結果
 RNRメトリック値による違いが顕著に現れた
►クローンセット中のコード片の非繰り返しの程度を表す
100
80
RNR
60
40
保守対象のクローンセットの 20
RNR値は大きい
0
保守対象
のクローンセット
保守対象以外
のクローンセット
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調査結果に対する考察
 RNR値が小さいクローンセット
►繰り返し処理が多いクローンセットを指す
 変数宣言の羅列 / 連続したimport文
►保守作業の対象となる可能性が低い
 RNR値によるクローンセットのフィルタリング
►閾値以下のRNR値のクローンセットを除去
►保守対象の可能性が高いクローンセットを提示可能
39
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発表内容
1. 本研究の背景
2. コードクローン変更管理システム
3. 適用実験
4. まとめと今後の課題
40
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まとめと今後の課題
 まとめ
►コードクローン変更管理システムの開発
►適用実験によりシステムの有用性を確認
 今後の課題
►様々なプロジェクトに対して評価実験
►保守対象となる可能性が高いクローンセットの情報提示
 RNR値によるフィルタリング
41
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ご清聴ありがとうございました
42
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